工学的臨界評価(ECA)に基づく海洋石油・ガスジャケットプラットフォーム構造クラック評価

DU Peng ,  

摘要

発見された構造クラックを有する海洋石油・ガスジャケットプラットフォームに対し、工学的臨界評価(ECA)技術に基づき、適用可能な構造健全性評価およびメンテナンス周期戦略策定方法を構築し、あるジャケットプラットフォームの事例分析を行った。対象プラットフォームに対してモリソン方程式を用いた水力学的解析を行い、プラットフォームの重要節点の極限荷重を推定した。有限要素解析およびホットスポット応力線形外挿法により、重要節点のホットスポット応力評価を実施した。パリスの法則を用いて重要節点におけるクラック拡展挙動を関連シミュレーションし、対象クラック先端の応力強度因子を算出した。失効評価図(FAD)により関連するクラックのECA評価を行い、臨界クラック範囲を提示した。臨界クラック深さとクラック拡展関係を組み合わせて参考メンテナンス周期を提示した。結果は、水平方向のブラケットバーと立管を接続する節点が疲労損傷を受けやすい部材であることを示した。失効評価により、構造クラックの深さ方向の失効は主にへこみ破壊であり、クラック長さ方向にはへこみ破壊とクラック失効の可能性が存在する。事例分析の対象プラットフォームについては、臨界クラック深さ5.3 mm、臨界クラック半幅長さ9.8 mmを考慮することを推奨する。0.5~2.0 mmのクラックが発見された場合は、13.2~5.2時間以内のメンテナンス完了を推奨する。本手法は周辺海域の類似した海洋石油・ガスプラットフォームの既発見クラック評価へ展開可能である。

关键词

ジャケットプラットフォーム;ホットスポット応力;クラック拡展;工学的臨界評価(ECA);臨界クラック

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